Пробоотборник для испытателя пластов Советский патент 1990 года по МПК E21B49/08 

HijOCpOi iiKHii Oj/Hi.cM-i::.;. ;. : iiс.:i:.: -: .-.

-ян скБЕ.кни па кефть., ./йя к с понощь;; гсг-ь-тателей n;iSc, :-Gb i-ло,. вч

6Ы 1 Ь :-1СиОЛ1;:: ОЕа110 Щ.;--. VV:/. ,-;С;.цОЗаКЙ;;

иефтяйпп; сккаж.йН ь Yip-xrih онач-lu. .и/-- отбора :(,ичестт:енкой У vriKi-.-irirfpoisav;;-- /: пробы пластОБОГО флгоада.:

НЗОбретеИчЛ -:В.яеЛ ЛГг ru uJ - ;.;

Sfc;e яад:-з:иости aoofbi и р&,-11Шйре:лЛге

обла.стн HpiiisierieHi-iH с

На фиг,1.и 2 представлен предпаг пр о б оо т с ор ни к.- Р а зр е з, яа

фиГоЗ - сечение А-А ка фиг, U на

фиг о 4 сечение Б-Б иа ,1| на

фигоЗ - cJiSf-ta ралме1цепия ароооо-ЬО:,г,-;

ка в плаитонскь тзтели ок оеорудова.и:.-:

иа фигчб 1юсши - :ь лаойпничногс и

ка фиг 7 - ij:MuttH:i V ушза ):йТ1.;:- 3.о

Пробоотборник д-ия .татеяя плах: -то в включает (фиг, 1 и 2) механнз; ;

ч /ЕС Гвзтальный :с изменентязо дазлення «

гфобоо 1 бо1:.ную г:аг-х8р:у

Meiff -HHSH:, ч ; e ви aяfoнь-l ;. к i SSifri;;.вяю да- у -зния.; с одервит i .с вйО :шей к 3 1к:исо 5днь ;тш :г:- резьбами; Е. ззархяей vx pr --; - Си ньшолнены пераг людки : i s:,, - . Kovo;:Hm co. H:.;;io .«;oj:- (вв-ш Ш1С1 не:-мя и J.J : . .. - ,;икшй .гас Я; он снабшлн i.KHatiH i-: ;- yc rynohi - Ка:1дду neperородкз,ж ; и э o6pfi:JOEa- .а атмосфе;/Е;ая камерь 10, в котор --; размерен дкффврен-1И4ыП;:;ой пп ок Г1

с ООЛУ ШОЙ 12 ;: Ь:г ;ЛОЙ :: - uTynei rfUi i J 1

i;;;;-c 11 енабй5ей кплЬ лйЕйМ yc ryv;os-i .; ; ; ;-: о :- и В й моде-- :;:ТЕу ет с иред ;йрн - .1,.-.iV : ,;йа гой Улргдш . В Нлсшен

,„.,,,,:,.,; ::,; ;,:..., . Г .:;; Ы К l i iti i OHa I i Н :

,,,..,.i,.i,-,v-p ;; :J--.,;;;.:V;.4e ;, СТОгилЗНЙ KiW :lii,-- o .i, - -.i..- - - .F /

. туп OK -, ; ; о :7 О-...-;,

ус-та :;иг. чо-г у;..;.

щонные ба111мак1л 23 ;mx patT04K K

пружина 25, a GtivroE

. :fiOBep3 r;ocT4. 6a::vi-. J:--:

. ,uai:. i: b 5 KOiOpbi:. ....:;..

Б паз ;; 19 :сс;И уЛ.а

; ;.;iaKi:U:4 Й uaKi..--.:. ;.,

ляс.: toooii пря.-;. ::л 1 с Ло.биринтным i.3,3i2;.;

, 18 с сасполояйнныг- гт

малсш- и 23 и 24 с поу 2о образуй А ;-а лннеЙ :-;сго иef:-;;;

,,Н ЛОЙ МЗ/ФТЬ; -J г:О; фНХсатОР 2 :J ; :-;;,:..;; ,,

jO .с дя1;чш.ш .; :ij-. и: ;;1: ;,ней qa.CTti фклг...- ЛСГгЪ 31 ;. С ; :П.-Ла л , который ОЬ ypS-pXi-i -S.

вого с ещейия ;v-. ;;сс г;Й1Сой 34 S

Прсаоотборлг-и /и

кольис-иь гк yujiCTa:: r г 1лшей чйг.ти . г,,:: бок 39 ,; . лчЛЙ 4и ; Briy cv. -:.-,.;1-ч:

KliSMJi ivaVi:№ati -: .:

:-i4 , /зо внутрен X устанозлена ой цили НДР ячее кой 3 закреплен па- Ч к- ремещаться

к 3 -: V

фяг,5). Корпус

внутри него 5аш- , 25 и паль- : i фрикционной мз/ф пня „ Ниже фрикди- --:. 1 расположен

;.;яый - зыступсШи

,.;;.;ЗЗИ ВИ)7КИ 20., В

/а 24 ккаютс : J2 р рйдй.альный

;й буртил- 35:; за ь.ск против осе- йтельио лорпуса 1

:-;ара втойочает кор- ,; си с резьбой 3 и . ч, ли 37 и 38с В

j6 гйаб: в--1 ,резь-о v VTyrnoBочной гай- - i-rii i 4 i - ч .ах лу ихамй 43 J --sepтикальными каналами 44 соединяющими - каналы 43 с пробоотборной камерой 45, и кольцевыми уплотнениями 46-48. Основной шток 49 в верхней и нижней ; частях выполнен с осевыми каналами

. 50 и 51S в концевых частях которых нарезана , резьба 52 и 53. каналы 50 и 51 соединя «тел с радиальными каналами 54 и 55. На боковой поверхности в верхнейе

части штока 49 выполнен прямоугольный паз 56 (фиг Л) с горизонтальным участком С и прорезью 57 для первоначального ввода выступа 33 фиксатора 29 в горизонтальную прямоугольного паза 56, Дпя перемещения штока 49 в осевом направлении служит пружина 58, взаимодействующая со штоком 49 через кольцевой выступ 59, расположенный на штоке 49 в нижней его

части

Компоновка пробоотборника в пласто- испытательном оборудовании в скважине показана на фиг.5. В скважине, обсаженной колонной 60, на трубах 61 спущен пластоиспытатель 62 со сьем- ным клапаном 63, который герметично разделяет полости подкамерного давления 64 и внутритрубного давления 65. К нижней части съемного клапана

63 присоединяется корпус 1 пробоотборника 66, который размещается внутри контейнера 67, соединенного с нижней частью пластоиспытателя 62. Для разобщения полостей затрубного давления 68 и внутритрубного давления 64 в колонне 60 установлен па- кер .69.

15

20

паза 56 через ;п ci-esb ./ ч:. . - штока 49. Палеи . 6 ф,.и::.циси1;:о ч. баш- мака 23: устана; пйвшпт в качалк яаок- ринтного паза 27 s позиции и (фкг.о}с Для обеспечения работоспособяссти пробоотборника при вариациях пластового давленияS иапример, до 50% от максимально воз южного осевой ход О штока 11 по крайней мере должен быть

в два раза бспьше хода пальца 26. в лабиринтном пазу 27 (например при из позиции го в позицию ш, фиг. О.. Т.е., подбором отношения между ходом штока 11 и ДЛИ- ной одной ветви лабиринтного паза обеспечивается nepeKpb Tise валнзций , пластового давления, Прзктическ- зтс условие реализуется слзд:- ш;г .:--;ija- зом. После спуска пт обоп--:5оркк:хг.; BJfec те с пластонспытателькьк оборудова-- нием на заданную глубину : дс -ачала пакеровки скважины в злег эптах боотборника происходят с педч гсщт е из25 менения

Поскольку полость загрубного пространства сквакины (фиг.5) в процес- - се спуска и до пакерозки сооб-даегся с внутритрубной полостью 6. а гкдЗС ростатическое давление в полости 68 как правило всегда больше ошедаемого пластового давления И; следовательно, рабочего давления пробоотборника; шток 11 (фигИ) сжав пргоетну 15 пере- мешается в крайнее нижнее положение, i

На такое же расстояние вниз переме-;- шается корпус 18 фрикционной муфтыс ., Половину осевого хода штока 11 фрик- ционные башмаки 23 и 24 с пальцем

Для сообщения внутритрубной полос- Q 26 двигаются синхронно с корпусом 18,

. J / А . л . ,,- rroT-tCiTT Vb ПОЯРГТГКИ

ти 64 с полостью штока 11 (фиг.1) и выравнивания давления в присоединительном переводнике вьшолнены окна

(фиг.5).

Пробоотборник применяется в компоновке с полнопроходным пластоиспы- тательным оборудованием со съемным клапаном 63 и извлекается из скважины вместе с ним с помощью кабеля.

Перед спуском пробоотборника в скважину его элементы приводят в состояние, показанное на фиг.К Шток 49 устанавливается в крайнее нижнее положение, при этом пружина 58 сжимается на длину полного хода штока 49. В этом положении шток 49 фиксируется выступом 33, который путем поворота фиксатора 29 заводится в гори- зонтапьную часть С прямоугольного

а затем, когда палец 26 из позиции m (фиг.6) перемещается в позицию ш башмаки останавливаются, а корпус ; муфты 18, преодолевая трение, создава

45 емое полухщлиндрическими бaш aкaми . продолжает движение пока не достигнет своего крайнего нижнего положения. Таким образом 26 дости-- гает ПОЗИ1ШИ ш в лабиринтном пазу

50 27 при давлении в сквашете, которое составляет 50% от ожидаемого пластового. Это достигается тем, что осевой ход ди(1 ференциального штока 1 1 по крайней мере в два раза больше

55 расстояния меж,ду позиция ш m и m лабиринтного паза 27. Следовательно, в конце спуска пластопспытатель- него оборудования в скваж1Ш.у до за--, данной глубины элементы механизма

5

20

паза 56 через ;п ci-esb ./ ч:. . - штока 49. Палеи . 6 ф,.и::.циси1;:о ч. баш- мака 23: устана; пйвшпт в качалк яаок- ринтного паза 27 s позиции и (фкг.о}с Для обеспечения работоспособяссти пробоотборника при вариациях пластового давленияS иапример, до 50% от максимально воз южного осевой ход штока 11 по крайней мере должен быть

в два раза бспьше хода пальца 26. в лабиринтном пазу 27 (например при из позиции го в позицию ш, фиг. О.. Т.е., подбором отношения между ходом штока 11 и ДЛИ- ной одной ветви лабиринтного паза обеспечивается nepeKpb Tise валнзций , пластового давления, Прзктическ- зтс условие реализуется слзд:- ш;г .:--;ija- зом. После спуска пт обоп--:5оркк:хг.; BJfec те с пластонспытателькьк оборудова-- нием на заданную глубину : дс -ачала пакеровки скважины в злег эптах боотборника происходят с педч гсщт е из25 менения

Поскольку полость загрубного пространства сквакины (фиг.5) в процес- - се спуска и до пакерозки сооб-даегся с внутритрубной полостью 6. а гкдЗС ростатическое давление в полости 68 как правило всегда больше ошедаемого пластового давления И; следовательно, рабочего давления пробоотборника; шток 11 (фигИ) сжав пргоетну 15 пере- мешается в крайнее нижнее положение, i

На такое же расстояние вниз переме-;- шается корпус 18 фрикционной муфтыс ., Половину осевого хода штока 11 фрик- ционные башмаки 23 и 24 с пальцем

Q 26 двигаются синхронно с корпусом 18,

Q 26 двигаются синхронно с корпусом 18

. ,,- rroT-tCiTT Vb ПОЯРГТГКИ

а затем, когда палец 26 из позиции m (фиг.6) перемещается в позицию ш башмаки останавливаются, а корпус муфты 18, преодолевая трение, создав45 емое полухщлиндрическими бaш aкaми .продолжает движение пока не достигнет своего крайнего нижнего положения. Таким образом 26 дости-- гает ПОЗИ1ШИ ш в лабиринтном пазу

50 27 при давлении в сквашете, которое составляет 50% от ожидаемого пластового. Это достигается тем, что осевой ход ди(1 ференциального штока 1 1 по крайней мере в два раза больше

55 расстояния меж,ду позиция ш m и m лабиринтного паза 27. Следовательно, в конце спуска пластопспытатель- него оборудования в скваж1Ш.у до за--, данной глубины элементы механизма

16153558

чувствительного к иэкененшр давления,. 27 из позиции т„ в позицию m .., со

фиг.1) занимают следующее положа- .смещением по дуге К, (фиг.6) Фрик

ние: дифференциальный шток 11 - край-,-.,,.,.- ..-. ° нее нижнее положениб;,, корпус 17 фрикционной муфты - .крайнее нижнее палец 26 перемещаетг.я я позицию m , (фиг.б), а корпус ф ксач Ора 29 поворачивается вместе; с KocnvcoM 18 фрик„ , ../-. 111 UU смещением пп ционнои муфты на .екоторьш угол отно- гё К, а во зак. сительно корпуса . , определяемьй дли-из позиции га в позицию m со сменой дуги Kj выступ .1.: несколько смеща-щением по-дуге Ку-. При этом KOD- ется к вертикальной v:acTK паза. 56/пус муфты 18, фиксатор 29 с .на штоке 49, вследс-вке поворота кор-выступом 33 поворачиваются на

- -f f / о t pjrljs.-

ционная муфта в этом случае не рабо- ;тает. Это состояние элементов сохраня ется до конца первого закрытого пе- риода-о Во втором открытом периоде палец 26 перемещается из позиции .АЛ позицию га4 со смещением по дупуса фиксатс/ра 2.9

После tfaxcepon шее дейстйия 1ч-..; ния ка. прооо.м б Открьшае7 ;..7.( -- испытател. ;. ; v.:

ЖИНЫ COG6 ji;ie .:. :

давлекке зн- тельно. к .4 : , :.,

ливается , .

COCTOHHlie в : ; ,,

первому отки:,ггчй: Вследствие; ре: Ленин шток 1 пет те с корпусо -; U i 24. При перг;г-еш/;: вину его ::.-ода га nepe-reiiiaa: (фиг,.6) и ост;.;,.;; кые 6amiiia CH. л- ИТОКО.М 1 1 5ф;-и : ,

вверх; 1 ; :/ ..; .. Еаетс.я ак:; : :: . ляелый ,n.--jAp:;,v гг.. сохра..аяется до w :го периода о

Даяае рьгеалот, полос т ния отсекает:;;я кается первый ния, в т;;сгс.. работы прсгЗооч вое давлекнг примерэ ка 5и% рабочего да:з, 1й да пластового д ния в CKI;fv.af..;.;- симальнпму ; ;гУ отборника

При рабо

t5 Уммарный угол, соответствзпощий

.:-;хнкы дальней .расстоянию IJK (фиг,6),, благоv f ;; чему выступ 33 продвигается по

;;.;; чается.горизонтальном участку пазз - .-;аи пласте- (фиг.7) на величину, превышаащую , i.;i b сква-20 ну С горизонтального участка лаза зэo; i гдеg результате этого выступ 33 пг,я ;дй-.ледова-g вертикальную зетвь паза li:; -; .;/ устанав-JQ QJ 49 перенещаетел вверх, ; f Под действием пружшы .58 (аиг 1;

. . .. ..Г : ™ ° перемещается вверх до ул.ора .

;; ;; ;; ;; и отсекает пробу второго закратэго

., .периода в пробоотборной камере 45

V ..,... , Таким Образом 5 момент срабатывания

; ; , пробоотборника в первом., втором или

; o.:...j. на поло- 30третьем периоде испытания зависит

по зиц;и1.

Й1 у

ibpHKMJiOH т лвете со

: :;ц..:::кие .-ворзчи- , опреде ;си-голние

от количества вертшсал.ьных ветвей лабиринтного паза в планке 28 к длк- ны С горизонтального участка лаза 56,

При работе по второму варианту,, 35 когда пластовое давление близко по .величине или равно макеккальноиу чему давлению пробоотборника„ перемещение его элементов в период- т :огпя

. -. : ; , г- ,-. -, О СОЫТО -f- - - i -. j: „,-

пластовое давление достигает 50% сво40 .ей максимальной величины, такое - 5 У - т Г Ti,3 3 О

:v; ;..rr)v roro давле- перзом варианте. В.дальней- .;.. „ачи- ием. шток и вместе с корпусом 13 фрик- ционной муфты перемешается вниз

- , : : М - р Г ИСТ1ЫТЭ.

-- - . .,о,., о преодолевая трение неподвижных баш- - - ,-v-- C - bciUHcli-tTa. jf 1 ОО/

.; - пласто- при

спуске пробоотборника в СКВЗЖХгН Г.

. ...,..7. .Таким образом, фрикзщонная мусэта 4

,.......,,...,;; .,, .компенсирует избыток хода ш гока 11 в

Т «случае превышения пластового давления

40cifepx 50% его величины,,

; р&БНО макФормула изобретения / Пробоотборник для испытателя пластов, содержащий корпус, пробоот-

. йБНо мак- пробозарианту

шгок 11, КОРПУС ТВ . башмаки 23™« тов, содержащий корпус, пробооти 24 U пагшц 26 сянкоонно проходят - ° камеру, основной шток с впуск nn.rm.nrv v.no,..,.o :-..;. ™.... 1 Ь « вьтускными каналами и переетао

половину рабочего 1содй штска 11, однако, утого даста , для переме щения пальца 26 в ..набпринтном пазу

ными и вьтускными чающий механизм с чувствительным зле .менте,, сообщенным с знутритрубкьи и затрубным про.странств ад и к БЗЕИМО™

смещением по дуге К, (фиг.6) Фрик

,-.,,.,.- ..-. °

л ../-. 111 UU смещением пп гё К, а во зак. из позиции га в позицию m со смещением по-дуге Ку-. При этом KOD- пус муфты 18, фиксатор 29 с выступом 33 поворачиваются на

- -f f / о t pjrljs.-

ционная муфта в этом случае не рабо ;тает. Это состояние элементов сохран ется до конца первого закрытого пе- риода-о Во втором открытом периоде палец 26 перемещается из позиции .АЛ позицию га4 со смещением по камеру, основной шток с впуск Ь « вьтускными каналами и переетао

ными и вьтускными чающий механизм с чувствительным зле .менте,, сообщенным с знутритрубкьи и затрубным про.странств ад и к БЗЕИМО™

действующим через основной шток и . палец с лабиринтным пазом, выполненным в корпусе, о т л и ч п ю щ и и- с я тем, что, с целью повьппения надежности работы и расширения области применения, он снабжен фиксатором и фрикционной муфтой с корпусом, выполненной в виде двух подпружиненных относительно друг друга полуцилиндрических фрикционных башмаков, взаимо- действуюпщх с корпусом фрикционной муфты, причем в корпусе выполнена камера с атмосферным давлением, чувствительный элемент вьшолнен в виде диф

ференциального штока, последний размещен в атмосферной кймере и подпружинен относительно нее, а корпус фрикционной муфты закреплен к дифференциальному штоку с возможностью вращения и к основному штоку закреплен через фиксатор с возможностью осевого перемещения и поворота, при этом палец переключающего механизма жестко закреплен к одному из фрикционных башмаков, большая ступень дифференциального штока сообщена с внутри- трубным пространствомS а малая ступень - с затрубным.

Изобретение относится к испытанию скважин на нефть, газ и воду с помощью испытателей пластов. Пробоотборник состоит из корпусных деталей 1 и 36, основного штока (Ш) 49, пробоотборной камеры 45, переключающего механизма с чувствительным элементом в виде дифференциального штока (ДШ) 11, лабиринтного паза 27, выполненного в корпусе 1 и фрикционной муфты в виде подпружиненных относительно друг друга фрикционных башмаков 23 и 24 полуцилиндрической формы. Фрикционная муфта размещена в корпусе 18, который прикреплен с возможностью вращения к ДШ 11 и прикреплен к штокам 49 через фиксатор 29 с возможностью поворота и ограниченного осевого перемещения. ДШ 11 установлен в камере 10 с атмосферным давлением. В скважине до ее пакеровки ДШ 11 под действием гидростатического давления перемещается в крайнее нижнее положение вместе с корпусом 18 фрикционной муфты. При этом палец 26, жестко прикрепленный к фрикционному башмаку 23, перемещается по лабиринтному пазу 27 вниз до упора в крайней нижней точке. В этот момент корпус 18 продолжает движение вниз до упора и поворачивается на угол, определяемый длиной дуги, соединяющий проекции двух соседних ветвей лабиринтного паза 27. После пакеровки в полости ДШ 11 перемещается вверх вместе с корпусом 18 и башмаками 23 и 24. При этом корпус 18 повернется еще на некоторый угол. Далее клапан пластоиспытателя закрывают и начинают первый закрытый период испытания. 7 ил.

Фиг. г

25

Фиа.З

Щ . V,: :

i liiJiMr /

иший--г

и лi-w

Шт I ШШ

i I

1

,57

-69

i

S 0-i/|

г.5

пЖ

Фие.6

J

-J7

Фиа.7